JP3838791B2 - 画像監視装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、暗い監視領域でも撮影可能とするための赤外線投光手段を具備した画像監視装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、建物の出入口及びその他の監視領域の映像を継続して撮影する画像監視装置が実用化されている。また、これら従来の画像監視装置では、暗い監視領域でも撮影ができるように、赤外線投光手段を備えている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
画像監視装置に対しては、種々の犯罪行為が行われる。その１つとして、撮像手段が撮影する正常時の監視領域の写真を撮り、この写真を画像監視装置の近傍に据え付けて、撮像手段が監視領域でなく写真を撮影するようにする画策行為が想定される。この画策行為がされると、画像監視装置は写真に写った正常時の監視領域を撮影することとなるので、写真の陰で犯罪行為が行われても、画像監視装置はそれを検出することができなくなる。
【０００４】
この対策として、画像監視装置と、撮影の対象物との間の距離を測定する計測手段を付加した画像監視装置が提案されている。画策行為がなされるとき、写真のような画策物は、画像監視装置の近傍に取り付けざるを得ない。このため、正常時の画像監視装置と対象物との距離は長く、画策物との間の距離は短くなる。画像監視装置は、計測手段が計測した距離が所定値より短いときに、画策物があると判定する。
【０００５】
上記対策をした画像監視装置は、撮影した画像に基づいて異常の有無の判定を行う前に、計測手段を起動させて、計測結果を得る必要がある。したがって、計測手段を付加する分コストアップとなると共に、装置が大型化し、更には、制御が複雑となるという問題点があった。
本発明は、特別な計測手段を付加することなく画策行為を検出でき、侵入者異常などの異常を確実に検出する画像監視装置を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するためになされたものである。本発明の画像監視装置は、監視領域の映像を撮影する撮像手段と、赤外線を前記監視領域に投光する赤外線投光手段とを備える。本発明は、この画像監視装置において、前記撮像手段から入力する入力画像と予め投光むらによる模様とを記憶する記憶手段と、前記入力画像と前記模様とを比較して異常の有無を判定する判定手段とを設ける。
【０００７】
本発明によれば、画像監視装置の近傍に画策物が配置されたことを、撮像手段が撮影した画像に投光むらが発生することを利用して検出する。赤外線投光手段は、比較的遠距離において投光むらが生じないように設定されているが、比較的近距離のものに対しては、投光むらが生じる。また、画策物は、画像監視装置に対して比較的近距離に配置される。したがって、画策物を撮影した画像には、投光むらが生じる。本発明においては、撮像手段からの入力画像と投光むらによる模様とを比較して、入力画像に投光むらが検出されれば、画策による異常が発生したと判定する。
【０００８】
本発明においては、前記記憶手段は、更に、基準画像を記憶し、前記判定手段は、前記入力画像と前記基準画像との差分をとり、その差分の結果と前記模様とを比較して異常の有無を判定するようにすることができる。画策物がある場合、正常時に得た基準画像にはむらがなく、入力画像には投光むらがある。したがって、両画像の差分をとることにより、基準画像はキャンセルされて、投光むらのみが検出される。この投光むらの模様と予め記憶してある投光むらの模様とを比較することにより、より正確に投光むらの有無を検出することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明を適用した画像監視システムの全体構成を示す。
監視対象となる建物にコントローラ１が設置され、このコントローラ１に、複数の画像監視装置２、火災センサ３、非常ボタン４、モード設定器５が接続される。コントローラ１は、通信回線としての電話回線６を介して、遠隔地の監視センタに設置された警備センター装置７と接続される。
【００１０】
画像監視装置２とコントローラ１との接続は、アナログ信号線８とディジタル信号線９とで行われる。アナログ信号線８は、同軸ケーブルで構成され、映像信号（ＮＴＳＣ方式）を伝達し、ディジタル信号線９は、ツイストペア線で構成され、ディジタル信号線による制御信号を伝達する。
ここで、図１の画像監視システムの全体の動作について簡単に説明する。
【００１１】
モード設定器５は、画像監視システムを警戒解除モード又は警戒セットモードに設定する。警戒セットモード時にいずれかのセンサが異常を検出すると、コントローラ１は、異常の種類、異常発生場所を示すデータを、電話回線６を通じて警備センター装置７に送信する。なお、これらの異常信号の検出方法、伝達方法などは当該技術分野において良く知られたものであるので、詳細な説明は省略する。
【００１２】
画像監視装置２は、建物内に複数設置され、窓、ドアなどの監視対象を含む監視領域を撮影し、得られた画像から侵入などの異常の有無を判定するセンサーの一種である。この異常の有無の判定の手法としては、種々のものが提案されており、任意の手段を採用することができる。
図２は、画像監視装置２の構成を示す。
【００１３】
画像監視装置２には、ＣＰＵなどにより構成される制御手段２０１と電源２０２が設けられる。画像監視装置２の内部の各部分は、制御手段２０１により制御され、電源２０２から電力の供給を受ける。電源２０２は、外部から供給されるＡＣ電源をＤＣ電圧に変換する変換装置から構成される。なお、電源２０２を画像監視装置２内に設ける代わりに、コントローラ１から電力供給をさせても良い。
【００１４】
制御手段２０１には、記憶手段２２０が接続される。この記憶手段２２０には、画像監視装置２に所定の動作を実行させるためのプログラム、パラメータ、監視領域の現在の状態が正常であるか異常であるかの区別を示す状態信号、監視領域の設定されている警備モードなどが記憶されている。
記憶手段２２０は、更に、撮像手段２０３が撮影した画像及びその他の情報を記憶する領域として、図３に示すように、現画像記憶領域２２０Ａ、モード設定器５にて設定された現在の警備モードを記憶するモード記憶領域２２０Ｂ、基準画像を記憶する基準画像記憶領域２２０Ｃ、基準画像と現画像とを比較して取り出した差分画像を記憶する第１の差分記憶領域２２０Ｄ、次の現画像と基準画像とを比較し、取り出した差分を記憶する第２の差分記憶領域２２０Ｅ、後述する投光むらの模様を記憶する投光むら模様記憶領域２２０Ｆを設けている。
【００１５】
監視領域を撮影する撮像手段２０３は、ＣＣＤカメラなどにより構成され、可視領域から赤外領域までの感度を有する。赤外線投光手段２０４が設けられ、夜間など暗くなった時に、監視領域に赤外線が投光される。なお、赤外線としては、好適には近赤外線がよい。
画像処理手段２０５は、記憶手段２２０に記憶された画像に基づいて、侵入異常などが発生したか否かを判定する。
【００１６】
表示手段２０６は、ＬＥＤにより構成され、異常検出時に点灯し、非検出時には消灯して、異常検出の有無を画像監視装置２の外部に表示する。
通信手段２０７は、コントローラ１と信号の送受信を行うインターフェースで、ディジタル信号線９によりコントローラ１と接続される。
画像出力手段２０８は、異常発生時の画像を出力するためのインターフェースで、切替手段２０９を介してアナログ信号線８と接続される。アナログ信号線８は、図１に示すように、コントローラ１と各画像監視装置２とを直列に接続する。画像監視装置２の切換手段２０９は、正常時はアナログ信号線８の入力側と出力側を接続し、異常時は入力側のアナログ信号線８を切り離して、画像出力手段２０８を出力側のアナログ出力線８に接続させる。なお、図２では、入力側を「他の画像監視装置から」、出力側を「コントローラへ」と表示してある。
【００１７】
アドレス設定部２１０は、ディップスイッチにより構成され、コントローラ１が画像監視装置２を特定するためのアドレスが設定される。
操作手段２１１は、電源をオン・オフするための手段である。また、切換手段２０９は、操作手段２１１がオフされると、アナログ信号線８の入力側と出力側を接続させて、当該画像監視装置２をアナログ信号線８からバイパスさせる。
【００１８】
ここで、画像監視装置２における異常信号の検出方法を簡単に説明する。
撮像手段２０３から得られた現画像は、記憶手段２２０の現画像記憶領域２２０Ａに記憶される。なお、次々と撮影される現画像はこの現画像記憶領域２２０Ａに書き換えられていく。
モード設定器５にて設定された現在の警備モードがモード記憶領域２２０Ｂに記憶されている。ここで、警戒モードが記憶されていると、画像処理手段２０５は、予め基準画像記憶領域２２０Ｃに記憶されている基準画像を読み出し、現画像記憶領域２２０Ａに記憶されている現画像との差分を取り出す。この差分は、第１の差分領域２２０Ｄに記憶される。次に得られた現画像についても、同様に差分が取り出されて、第２の差分領域２２０Ｅに記憶される。
【００１９】
制御手段２０１は、第１の差分領域２２０Ｄに記憶されている差分と、第２の差分領域２２０Ｅに記憶されている差分とを比較し、更にその差分を取り出す。この結果、差分が現れれば、検出した物体が移動したと判断し、異常が発生したと判定する。なお、異常検出方法は、以上説明した例に限らず、その他の方法を採用できるものである。これらの異常の検出方法、伝達方法などは当該技術分野において良く知られたものであるので、詳細な説明は省略する。
【００２０】
図４は、画像監視装置２の設置例を示す。
本例の画像監視装置２は、最大で１０ｍまでの範囲にある監視領域の監視ができ、３ｍの高さにある天井に取り付け設置される。画像監視装置２の内部に配置された赤外線投光手段２０４は、投光範囲Ａを有し、撮像手段２０３は、撮像範囲Ｂを有している。
【００２１】
図から明らかなように、画像監視装置２と物体との距離が遠い程、投光範囲Ａと撮像範囲Ｂが一致し、近くなればなる程、投光範囲Ａと撮像範囲Ｂがズレてくる。また、赤外線投光手段２０４から投光された赤外線は、物体との距離が近くなると、物体により強く反射され、撮像手段２０３における露出補正が困難となる。
【００２２】
図５は、撮像手段２０３が正常時の監視領域を撮影した正常画像１３を示し、図６Ａは、画像監視装置２に対して画策行為がされた状態を示し、図６Ｂは、図６Ａの状態で撮像手段２０３が撮影した画像を示す。
画策行為をする者は、予め、画像監視装置２側から監視領域を撮影して、図５の正常画像１３と同一画像の写真１１を得る。この写真１１を、保持手段１４により撮像手段２０３の撮像範囲に据え付けて、撮像手段２０３が常時、正常画像を出力して、異常の検出を不可能とすることを画策する。
【００２３】
しかしながら、図６Ａに示す例では、画像監視装置２と写真１１との距離ｄ１が近いことにより、撮像手段２０３が撮影した画像に投光むらが発生する。図６Ｂは、投光むら１２が出た画像を示している。
図６Ａに示す状態では、投光範囲Ａと撮像範囲Ｂとの不一致により、画像中に赤外線が投光される部分と投光されない部分が発生するので、これによる投光むらが発生する。また、投光手段２０４は、複数のＬＥＤにより構成されるので、距離が近い場合は、個々のＬＥＤごとに投光される部分と投光されない部分が発生することによっても投光むらが発生する。
【００２４】
さらに、投光手段２０４との距離ｄ１が近いため、投光された部分は強く反射され、撮像手段２０３では露出を補正できずに、白っぽい模様１２の投光むらとして写ることとなる。なお、図では、この白っぽい模様１２を黒く表現している。
図７は、画像監視装置２と写真１１との距離によって、撮像手段２０３が撮影した画像１３における投光むらの模様１２が変化する状況を示す。
【００２５】
図６において、ｄ２〜ｄ３は画像監視装置２と写真１１との距離を表す。図６（Ａ）は、投光むらを判定するための最低距離ｄ２を示し、（Ｂ）は、限界距離（最大距離）ｄ３を示す。ここに示すように、画像監視装置２と写真１１との距離が大きくなると、写真１１も大きくせざるを得なくなる。（Ｃ）に示すように、限界距離ｄ３を超える距離ｄ４では、画像監視装置２が正常と判定するには、写真１１が大きくなりすぎて据え付けるのが困難となる。
【００２６】
また、（Ａ）の最低距離ｄ２では、投光手段２０４が写真１１の上部のみを投光するので、撮影した画像１３の上部に投光むらの模様１２が発生する。（Ｂ）の限界距離ｄ３では、光は写真１１の下方まで投光されるので、投光むらの模様１２は大きくなる。（Ｃ）の限界を超えた距離ｄ４では、投光むらはなくなるが、大きな写真１１を用意することは困難であるので、この状態を判定する必要はない。
【００２７】
この投光むらを検出することにより、画策異常を検出することができる。そのために、既に簡単に説明したように、画像監視装置２の投光むら模様記憶領域２２０Ｆには、予め、代表的な投光むらの模様を記憶させておく。なお、記憶方法としては、画面の座標軸と輝度を対にして記憶させる。
図８のフローチャートを用いて、画策異常の判定ロジックを説明する。
【００２８】
まず、撮像手段２０３により現画像が撮影され、現画像が記憶手段２２０の現画像記憶領域２２０Ａに記憶される（ステップＳ１）。なお、次々と撮影される現画像は現画像記憶領域２２０Ａに書き換えられていく。画像処理手段２０１は、基準画像記憶領域２２０Ｃに記憶した基準画像を読み出し（ステップＳ２）、現画像記憶領域２２０Ａに記憶されている現画像と比較してその差分を取り出し、第１の差分記憶領域２２０Ｄに記憶する（ステップＳ３）。
【００２９】
現画像に投光むらがない場合、両画像の差分は小さい。一方、現画像に投光むらがある場合、差分の画像として投光むらの模様が得られる。したがって、基準画像と現画像記憶領域２２０Ａに記憶した現画像とを比較して差分をとると、基準画像はキャンセルされて、投光むらの模様のみが得られる。この差分画像は第１の差分記憶領域２２０Ｄに記憶される。
【００３０】
次に、模様記憶領域２２０Ｆに記憶している投光むらによる模様を取り出して（ステップＳ４）、第１の差分記憶領域２２０Ｄに記憶していた差分と模様が一致しているか否かを判定する（ステップＳ５）。一致しない場合は、画策異常は発生していないと判定し、ステップＳ１へ戻る。一致した場合は、画策異常が発生したと判定する（ステップＳ６）。この場合、記憶手段２２０に現状態として異常（画策異常）を記憶すると共に、そのときの現画像を異常画像として記憶する。
【００３１】
制御手段２０１は、表示手段２０６に異常の表示をすると共に、通信手段２０７を介して、コントローラ１に異常信号を送信する。この異常信号を受信したコントローラ１は、電話回線６を介して、警備センター装置７へ異常信号を送信する。
以上、本発明の１実施形態について説明をしてきたが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、投光むらによる模様の記憶形態として、座標軸（Ｘ軸、Ｙ軸）と輝度を対にして記憶するようにしているが、画像で記憶するようにすることができる。また、投光むらの模様は、複数の模様を記憶しておき、それぞれの模様と比較するようにすることもできる。
【００３２】
さらに、図７のステップＳ２，３では、基準画像と現画像とを比較してその差分を取り出しすことにより、基準画像をキャンセルして投光むらのみを取り出すようにしている。しかしながら、現画像にも投光むらの模様は現れているのであるから、ステップＳ２，３を省略して、ステップＳ５で、現画像と投光むらによる模様とを比較するようにしても、画策異常の検出は可能である。
【００３３】
【発明の効果】
本発明によれば、特別な計測手段を付加することなく画策行為を検出でき、画策物を排除することにより、侵入者異常などの異常を確実に検出する画像監視装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した画像監視システムの全体構成を示す図。
【図２】図１における画像センサの構成を示す図。
【図３】図２における記憶手段の内容の一部を示す図。
【図４】画像監視装置の設置例を示す図。
【図５】撮像手段が正常時の監視領域を撮影した正常画像を示す図。
【図６】画像監視装置に対して画策行為がされた状態を示す図。
【図７】投光むらの模様が変化する原理を示す図。
【図８】画策異常の判定ロジックを説明するためのフローチャート。
【符号の説明】
１…コントローラ
２…画像センサ
２０１…制御手段
２０２…電源
２０３…監視カメラ
２０４…投光手段
２０５…画像処理手段
２０６…表示手段
２０７…通信手段
２０８…画像出力手段
２０９…切替手段
２１０…アドレス設定部
２１１…操作手段
２２０…記憶手段
３…火災センサ
４…非常ボタン
５…モード設定器
６…電話回線
７…警備センター装置
８…アナログ信号線
９…ディジタル信号線
１１…写真
１２…投光むらの模様
１３…画像
１４…保持手段

Claims (2)

1. 監視領域の映像を撮影する撮像手段と、赤外線を前記監視領域に投光する赤外線投光手段とを備えた画像監視装置において、
   前記撮像手段から入力する入力画像と予め投光むらによる模様とを記憶する記憶手段と、
   前記入力画像と前記模様とを比較して異常の有無を判定する判定手段と、
   を具備することを特徴とする画像監視装置。
2. 前記記憶手段は、更に、基準画像を記憶し、前記判定手段は、前記入力画像と前記基準画像との差分をとり、その差分の結果と前記模様とを比較して異常の有無を判定する請求項１に記載の画像監視装置。

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